1

RISCHIO IDRAULICO ASSOCIATO AI PICCOLI INVASI

Davide Poggi

Filippo MiottoEliana Perucca

Stefania GrimaldiMichela PozzalloAndrea Cagninei

INTRODUZIONEINTRODUZIONE

AMBITOAMBITO

Ridefinizione delle competenze regionali in Ridefinizione delle competenze regionali in materia di piccoli sbarramenti materia di piccoli sbarramenti

Contratti di ricerca Regione Piemonte

Settore pianificazione difesa del suolo - dighe

“Definizione di una metodologia speditiva per il calcolo del coefficiente di rischio globale per

gli sbarramenti di competenza regionale”

“Archivio anomalie sbarramenti”

2

LA VULNERABILITA’LA VULNERABILITA’

BASE DATIBASE DATI

Database Database Regione Regione

PiemontePiemonteAltezzaAltezzaVolumeVolumeLunghezzaLunghezza

CARATTERIZZAZIONE CARATTERIZZAZIONE TERRITORIOTERRITORIO

DEM DEM DigitalDigital ElevationElevationModel (50 m)Model (50 m)

CategoriaCategoriaCoordinate X e YCoordinate X e YDenominazioneDenominazione(Circa 600 invasi)(Circa 600 invasi)

SCOPO DEL LAVOROSCOPO DEL LAVORO

Fornire una metodologia di indagine del rischio Fornire una metodologia di indagine del rischio legata ai bacini di competenza regionalelegata ai bacini di competenza regionale

Scientificamente basataScientificamente basataSinteticaSintetica Rapidamente Rapidamente applicabileapplicabile

R = P R = P *V*V *Dp*Dp

DEFINIZIONE DEL RISCHIODEFINIZIONE DEL RISCHIO

Danno potenzialeDanno potenzialeVulnerabilitàVulnerabilità

PericolositàPericolosità(P = 0(P = 0--1)1)(V = 0(V = 0--1)1)

3

IL CALCOLO DEL RISCHIOIL CALCOLO DEL RISCHIO

TEORIATEORIA R = P R = P *V*V *Dp*Dp

probabilità di collasso o di probabilità di collasso o di malfunzionamentomalfunzionamento

PP

DpDpvalore economico o numero di unità esposte all’evento

Vulnerabilità. Funzione di: Vulnerabilità. Funzione di: a) velocità e profondità ondaa) velocità e profondità ondab) curve di vulnerabilitàb) curve di vulnerabilità

VV

FASE 1: Valutazione della pericolosità legata alle anomalie riscontrabili su ogni invaso

FASE 2: Valutazione delle caratteristiche fisiche dell’onda di dam break (velocità media e profondità)

FASE 3: Valutazione e quantificazione delle curve di vulnerabilità

FASE 4: Valutazione del danno potenziale nei territori a valle degli sbarramenti

IL CALCOLO DEL RISCHIOIL CALCOLO DEL RISCHIOLe quattro fasi di studioLe quattro fasi di studio

PP

VV

DD

4

FASE 1: Valutazione della pericolosità

Esigenza:- Proporre una metodologia di calcolo della pericolositàapplicabile a tutte le dighe di competenza della Regione Piemonte (640 invasi)- La metodologia deve essere semplice, robusta, ricorsiva ed in grado di fornire un risultato in tempi molto rapidi- Deve essere compatibile con la procedura di ispezione periodica che i tecnici della Regione effettuano agli sbarramenti

Procedura proposta:- ispezione allo sbarramento- rilevazione delle caratteristiche e delle anomalie- valutazione quantitativa delle anomalie- assegnazione del livello di PERICOLOSITA’ dell’invaso

SCHEDE della pericolosità

degli elementi strutturali

Possibili anomalie interessanti uno sbarramento

ARCHIVIO ANOMALIE!ARCHIVIO ANOMALIE!

CREAZIONECREAZIONEARCHIVIO DELLE ANOMALIEARCHIVIO DELLE ANOMALIE

5

CO

RO

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ENTI

1) ELEMENTI STRUTTURALI

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2) OPERE ACCESSORIE

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4) INVASO

SISM

A

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OLO

GIA

5) EVENTI ESTREMI

DIGA IN MATERIALE SCIOLTO- FATTORE DI RISCHIO -

3) PROGETTAZIONE

? Pf ?

STRUTTURA ANOMALIESTRUTTURA ANOMALIE

ELEMENTI STRUTTURALI

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PARAMENTO DI VALLE

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FONDAZIONI

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ZONE DI CONTATTO

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MA LA PERICOLOSITA’ ?MA LA PERICOLOSITA’ ?

6

FASE 1: Valutazione del rischio di collasso dello sbarramento

Stima semi-quantitativa della probabilità di accadimento

0,990,990,99 0,99 –– 0,9990,999EE’’ molto probabile che le condizioni molto probabile che le condizioni necessarie si verifichinonecessarie si verifichino

VirtualmenteVirtualmentecertocerto

EE

0,900,900,90 0,90 –– 0,990,99Si possono verificare con una certa Si possono verificare con una certa facilitfacilitàà le condizioni per il suo le condizioni per il suo verificarsiverificarsi

MoltoMoltoprobabileprobabile

DD

0,500,500,10 0,10 –– 0,900,90Potrebbe verificarsi in alcuni casiPotrebbe verificarsi in alcuni casiCompletamenCompletamentete

incertoincerto

CC

0,100,100,01 0,01 –– 0,100,10Non Non èè da escludere a priori la da escludere a priori la possibilitpossibilitàà che si generino le che si generino le condizioni necessarie al suo condizioni necessarie al suo verificarsiverificarsi

MoltoMoltoimprobabileimprobabile

BB

0,010,010,001 0,001 –– 0,010,01Potrebbe occorrere solo in seguito a Potrebbe occorrere solo in seguito a cause eccezionalicause eccezionali

VirtualmenteVirtualmenteimprobabileimprobabile

AA

ProbabilitProbabilitààdi di

accadimentoaccadimentoadottataadottata

FasciaFasciadi probabilitdi probabilitàà

interessatainteressata

Descrizione estesaDescrizione estesaDescrizioneDescrizionequalitativaqualitativa

LivelloLivello

ELEMENTI STRUTTURALI

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ZONE DI CONTATTO

VE

GE

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E

Livello accadimento

Probabilità accadiment

o

Rilevazione da Ispezione

Descrizione

A 0.01 xInerbimento superficiale continuo, con copertura prossima al 100% dell'area, di caratteristiche uniformi, assenza di alta vegetazione.

B 0.10Inerbimento superficiale buono, con copertura tra l'80% ed il 100% dell'area, di caratteristiche quasi uniformi, assenza di alta vegetazione.

C 0.50

Inerbimento superficiale discreto, con copertura tra l'40% ed il 100% dell'area. Sono visibili aree estese con vegetazione con caratteristiche diverse e/o di altezza diversa.

D 0.90

Inerbimento superficiale scarso, con copertura tra il 5% ed il 40% dell'area. Sono visibili aree estese con vegetazione con caratteristiche diverse e/o di altezza diversa.

E 0.99

Inerbimento superficiale pessimo, con copertura minore del 5% dell'area. Sono visibili aree estese con vegetazione con caratteristiche diverse e di altezza rilevante.

A 0.01

VEGETAZIONE

RISULTATO INDAGINE

7

PARAMENTO DI VALLE

RIL

EVA

TO

p 11

p I1

MO

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Livello accadimento

Probabilità accadiment

o

Rilevazione da Ispezione

Descrizione

A 0.01 xInerbimento superficiale continuo, con copertura prossima al 100% dell'area, di caratteristiche uniformi, assenza di alta vegetazione.

B 0.10Inerbimento superficiale buono, con copertura tra l'80% ed il 100% dell'area, di caratteristiche quasi uniformi, assenza di alta vegetazione.

C 0.50

Inerbimento superficiale discreto, con copertura tra l'40% ed il 100% dell'area. Sono visibili aree estese con vegetazione con caratteristiche diverse e/o di altezza diversa.

D 0.90

Inerbimento superficiale scarso, con copertura tra il 5% ed il 40% dell'area. Sono visibili aree estese con vegetazione con caratteristiche diverse e/o di altezza diversa.

E 0.99

Inerbimento superficiale pessimo, con copertura minore del 5% dell'area. Sono visibili aree estese con vegetazione con caratteristiche diverse e di altezza rilevante.

A 0.01

VEGETAZIONE

RISULTATO INDAGINE

PARAMENTO DI VALLE

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Peso dell'anomalia

Livello accadimento

Probabilità accadimento

ANOMALIA

0,24 A 0,0024 PROGETTAZIONE0,42 A 0,0042 VEGETAZIONE0,50 A 0,0050 ALBERI ed ARBUSTI0,58 A 0,0058 FESSURAZIONI0,71 A 0,0071 EROSIONI1,00 A 0,0100 FILTRAZIONE/SIFONAMENTO0,42 A 0,0042 ELEMENTI DI PROTEZIONE1,00 A 0,0100 MOVIMENTI GLOBALI DEL RILEVATO1,00 A 0,0100 MOVIMENTI ALLA BASE DEL RILEVATO

9 Totale anomalie riscontrabiliB 0,057 Probabilità totale di anomalia dell'elemento

PARAMENTO DI VALLE

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ELEMENTI STRUTTURALI

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5) EVENTI ESTREMI

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3) PROGETTAZIONE

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1

p 11

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1

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p I1

! Pf !

9

LA VULNERABILITA’ DEL LA VULNERABILITA’ DEL TERRITORIOTERRITORIO

VULNERABILITA’:VULNERABILITA’: grado di perdita prodotto su un certo grado di perdita prodotto su un certo elemento elemento

RangeRange di variazione di variazione diversi a seconda diversi a seconda dei soggetti espostidei soggetti esposti

Dipende da :Dipende da : Velocità del flusso Velocità del flusso vv (m/s)(m/s)

Altezza d’acqua Altezza d’acqua dd (m)(m)v * d (mv * d (m22/s)/s)

CURVE DI CURVE DI VULNERABILITA’VULNERABILITA’ Danno totale

Danno parziale

Danno limitato

3 zone delimitate da 3 zone delimitate da rami d’iperbolerami d’iperbole

LA VULNERABILITA’LA VULNERABILITA’

BASE DATIBASE DATI

Database Database Regione Regione

PiemontePiemonteAltezzaAltezzaVolumeVolumeLunghezzaLunghezza

CARATTERIZZAZIONE CARATTERIZZAZIONE TERRITORIOTERRITORIO

DEM DEM DigitalDigital ElevationElevationModel (50 m)Model (50 m)

CategoriaCategoriaCoordinate X e YCoordinate X e YDenominazioneDenominazione(Circa 600 invasi)(Circa 600 invasi)

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CONCETTI DI DAMCONCETTI DI DAM--BREAKBREAK

Moto di un’onda di piena:Moto di un’onda di piena:

EQUAZIONI DI DE SAINT VENANTEQUAZIONI DI DE SAINT VENANT(moto vario in un canale a pelo libero)(moto vario in un canale a pelo libero)

Ricerca di Ricerca di v(x,t)v(x,t) e e h(x,t)h(x,t)Come sfruttare le poche informazioni disponibili?Come sfruttare le poche informazioni disponibili?

SEMPLIFICAZIONI ANALITICHESEMPLIFICAZIONI ANALITICHE

SOLUZIONI NUMERICHESOLUZIONI NUMERICHE

SOLUZIONI SPERIMENTALISOLUZIONI SPERIMENTALI

PROBLEMI:PROBLEMI:a) Troppi invasia) Troppi invasib) Pochi datib) Pochi datic) DEM a bassa risoluzionec) DEM a bassa risoluzione

SOLUZIONESOLUZIONERicerca di formulazioni speditive basate suRicerca di formulazioni speditive basate sua) a) LabLab numericonumericob) b) LabLab sperimentalesperimentale

Ricerca di Ricerca di v(x,t)v(x,t) e e h(x,t)h(x,t)Come sfruttare le poche informazioni disponibili?Come sfruttare le poche informazioni disponibili?

PECULIARITA’: VOLUME FINITO

CONCETTI DI DAMCONCETTI DI DAM--BREAKBREAK

11

\ \ \ \

12

INPUT: INPUT: A) Matrice strutturata delle quote del terreno (DEM)A) Matrice strutturata delle quote del terreno (DEM)B) Ampia casistica di casi semplici: influenza Volume, altezza B) Ampia casistica di casi semplici: influenza Volume, altezza

diga, morfologia alveo a valle, diga, morfologia alveo a valle, etcetc.. ..

Simulazione e Simulazione e ricostruzione della ricostruzione della superficie liberasuperficie libera((hh e e vv dell’acqua)dell’acqua)

UNA SOLUZIONE NUMERICA: UNA SOLUZIONE NUMERICA: IL SOFTWARE BREZO 4.0IL SOFTWARE BREZO 4.0

13

LAB NUMERICILAB NUMERICI

DEMDEM

Casi idealiCasi ideali

LAB NUMERICILAB NUMERICI

Casi idealiCasi ideali

14

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Davide Poggi

Filippo MiottoEliana Perucca

Stefania GrimaldiMichela PozzalloAndrea Cagninei